IPD可以用于汽车各个电子部位的保护。引擎控制、变速箱控制、车灯、防抱死制动系统、车身电装系统等等,均能够看到IPD应用的身影。
随着汽车E/E架构的进化,ADAS/自动驾驶功能的上车,车辆的控制网络正在发生翻天覆地的变化。在这种情况下,驱动电子电路的电源路径,需要更可靠地捕捉异常,预先确保安全。
日益电子化的车载电装系统,各类ECU的保护,在紧急情况下防患于未然的功能安全设计理念……都使得智能高低边开关IPD拥有更充足的施展空间。
车载IPD需求量日益增长
IPD英文是Intelligent Power Device,是用半导体技术实现保险丝和继电器的功能。主要是由输出角的功率MOS、保护电路和有源钳位电路这三大部分组成的,保护电路实现过流保护、过热保护。
罗姆半导体(上海)有限公司技术中心经理孙波称,相对于传统的机械保险丝和机械的继电器,IPD智能半导体功率元器件可以自主地判断电流是否过大,器件是否过热等异常状况,采取自关断措施来保护系统,无需更换,可靠性高,且静音。
“机械的保险丝如果是过流熔断,肯定是要替换才能够使这个系统正常工作。它是通过保险丝的自我牺牲来实现电子保护的。罗姆的IPD智能功率开关可以智能地检测到线路上的过电流,自主地去关闭功率MOS以保护系统,同时还可以去通知主控端,比如MCU,可以说具备智能的作用。这样的话就可通过主控端再去控制IPD实现开启,无需更换。”
“机械继电器在过流保护的时候会有咔嗒的声音,如果用在车载可能用户体验不是很良好,IPD智能功率器件在检测到过电流之后自动自主地关闭功率器件,所以是完全静音的,在无声无息的提供保护,可以给我们用户比较良好的体验。”
正是因为无需更换,可靠性高的特性,目前IPD在工业市场上规模已经达到了约2.18亿美元,在车载市场上的需求量也是日益增长,年增长幅度超过年7.3亿美元。
TDACC™:兼顾低导通和高散热
罗姆公司一直以来都是垂直统合型的生产体制,凝聚了工艺、电路设计、功率封装几大技术优势,模拟电源芯片实现了开发和生产之间的连接,如此一来使得IPD可以汇聚罗姆的先进技术,提供多样化的产品阵容。
工艺上,罗姆自主开发的IPD专用的生产线,将沟槽MOS和CMOS集成于一枚芯片中,在市场上只有包括罗姆在内的三家公司拥有相同的工艺。该工艺有利于开发更低导通电阻的产品。
电路设计上,针对客户需求,罗姆追求易用性,开发了不同的功能,如双重故障反馈、可调限流和压摆率的控制。
功率封装上,罗姆追求车载的需求以及功率器件散热性的要求,开发出了固晶材料,在封装上保证IPD产品能够满足市场要求。
罗姆IPD产品主要分为高边和低边,各包含四个系列。其中高边领域根据产品功能的不同分为四大系列:双重故障反馈系列,电流感测系列,过电流打嗝模式工作系列,以及限流阈值可调型系列。低边产品相对有四大系列:普通标准型系列,故障反馈功能系列,压摆率可调的列和多通道系列。这次新品,BV1LExxxEFJ-C/BM2LExxxFJ-C,即具有故障反馈功能。
IPD新品又有何亮眼之处呢?其中最大的一个特色就是采用了罗姆自有的电路和器件技术——TDACC™,来助力安全工作和减少功率损耗。
通常情况下,低导通电阻和高散热能力是互为矛盾,需要互相权衡的两个对立面。小型IPD很难同时实现低导通电阻和高散热能力。但是罗姆的TDACC™工艺可以同时实现这两个方面。
简单的说,在通常工作时,使得流过电流通道多,就实现低导通电阻,但是在有源钳位功能发挥作用的时候,通过电路控制使得工作的栅极变少,可以实现高的散热能力,因此通过使用TDACC™技术,罗姆推出的低通道IPD相对于同类产品,实现了比较好的散热性能。
从产品阵容来说,罗姆的低通道IPD产品中,一通道和两通道各推出了四款产品,均拥有40/80/160/250 mΩ导通电阻选择,内置双热保护和热保护诊断功能,有源钳位电路保护IPD免受反电动势的影响,通过误启动防止电路防止误动作。
产能规划上,新低通道IPD初期的月生产规模将达到60万pcs。
“罗姆计划采用TDACC™技术的IPD专用工艺,进一步微细化,开发出更低导通电阻、更小型、更多功能、更多通道的产品,通过丰富的产品阵容,为汽车和工业设备应用的安全、安心和节能贡献力量。”孙波表示。
来源:第一电动网
作者:NE时代
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